Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών: Υπηρεσία Ηλεκτρονικού Ταχυδρομείου - SMTP

Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών: Υπηρεσία Ηλεκτρονικού Ταχυδρομείου - SMTP Δρ. Απόστολος Γκάμας Διδάσκων (407/80) gkamas@uop.gr Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 1 1

Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο Αποτελείται από τρία κύρια στοιχεία User agents Mail servers SMTP: Simple Mail Transfer Protocol User Agent ή mail reader Σύνθεση, ανάγνωση μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου π.χ. Outlook, elm, pico Εισερχόμενα και εξερχόμενα μηνύματα αποθηκεύονται στον mail server Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 2 2

Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο: mail servers Mailbox: περιέχει εισερχόμενα μηνύματα χρήστη Ουρά μηνυμάτων: περιέχει εξερχόμενα (προοριζόμενα για αποστολή) μηνύματα e-mail Πρωτόκολλο SMTP: αποστολή μηνυμάτων email μεταξύ mail servers Μοντέλο client/server Client: αποστέλλων mail server Server: παραλαμβάνων mail server Κάθε mail server τρέχει και την διεργασία client και την διεργασία server Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 3 3

Message Transfer Agent (MTA) ή Mail Servers Οι message transfer agent (MTA) είναι υπεύθυνοι για την μετάδοση των ηλεκτρονικών μηνυμάτων πάνω από TCP/IP δίκτυα. Ένας MTA είναι υπεύθυνος να δρομολογήσει τα ηλεκτρονικά μηνύματα στους κατάλληλους προορισμούς. Οι MTA χρησιμοποιούν το Mail Exchange (MX) record από ένα DNS server για να προσδιορίσουν τους παραλήπτες μηνυμάτων. Το SMTP ορίζει πως δύο MTAs επικοινωνούν πάνω από μια TCP σύνδεση. Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 4 4

Τρόπος λειτουργίας του SMTP A Έστω ότι θέλουμε να στείλουμε ένα ηλεκτρονικό μήνυμα από τον σταθμός εργασίας Α στο σταθμό εργασίας Β B Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 5 5

Τρόπος λειτουργίας του SMTP 6 Ο Α υποβάλει το source και destination. Εάν και τα δύο είναι σωστά ο server δίνει το goahead signal Αρχικά επιχειρούμε να συνδεθούμε με τον απομακρυσμένο server για να διαπιστώσουμε εάν λαμβάνει μηνύματα A Αν ο server μπορεί να λάβει μηνύματα τότε ο client αποστέλλει το μήνυμα Εάν ο server είναι απασχολημένος τότε ο ακυρώνει τη σύνδεση και δοκιμάζει ξανά Serve r B Port 25 Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 6

Τρόπος λειτουργίας του SMTP 7 A A A Local Mail Server Στόχος μας είναι η μετάδοση ενός ηλεκτρονικού μηνύματος από τον Α στο Β Send Req ACK Send Mail ACK DNS Query Reply with IP address resolution Local Mail Server Local Mail Server will store and queue DNS Server B Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 7

Τρόπος λειτουργίας του SMTP Server A REQ ACK Send Server B Server A Server B: receive/store Server B ACK Ring ACK Επικοινωνία με το SMTP πρωτόκολλο B Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 8 8 Optional

Σενάριο: Η Άννα στέλνει μήνυμα στον Κώστα 1. Η Άννα χρησιμοποιεί τον user agent (UA) για να συνθέσει μήνυμα με διεύθυνση kostas@cti.gr 2. Ο UA της Άννας στέλνει το μήνυμα στον mail server της όπου τοποθετείται στην ουρά εξερχόμενων μηνυμάτων 3. O SMTP client ανοίγει σύνδεση TCP με τον mail server του Κώστα 4. Ο SMTP client στέλνει το μήνυμα της Άννας μέσω της σύνδεσης TCP 5. Ο mail server του Κώστα τοποθετεί το μήνυμα στο mailbox του Κώστα 6. Ο Κώστας χρησιμοποιεί τον user agent του για να διαβάσει το μήνυμα Εάν ο mail server του Κώστα δεν είναι σε λειτουργία, τότε το μήνυμα παραμένει στον mail server της Άννας o οποίος επιχειρεί ξανά αργότερα Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 9 9

RFC 821 Αποτελεί μια περιγραφή του SMTP Στόχος είναι η αξιόπιστη και αποτελεσματική μεταφορά μηνυμάτων Σημεία με ενδιαφέρον Αποστολή Προώθηση Relaying Άνοιγμα / κλείσιμο Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 10 10

RFC 821 Το RFC 821 επίσης παρέχει: Εξακρίβωση SMTP εντολές και σύνταξη Διαγράμματα κατάστασης Αλληλουχίες εντολών και αποκρίσεις Επεκτάσεις: RFC 1869 HΕLO εντολή MAIL, RCPT, DATA μπορούν να πάρουν επιπλέον τιμές. Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 11 11

SMTP εντολές MAIL command Κάνει clear buffer και είναι προετοιμασία για λήψη μηνύματος Δίνει το sender ID RCPT command Δίνει τα στοιχεία του παραλήπτη DATA command Στέλνει τα δεδομένα Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 12 12

RFC 822 Περιγράφει την δομή των μηνυμάτων του SMTP. Το RFC 822 είναι το πρότυπο για την μορφή των μηνυμάτων κειμένου στο Διαδίκτυο. RFC 2822: Νέο πρότυπο Σημεία με ενδιαφέρον Μορφή μηνυμάτων Μορφή ώρας / ημερομηνίας Μορφή διευθύνσεων Διάφορες RFC επεκτάσεις Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 13 13

Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: SMTP (RFC 2821) Το SMTP χρησιμοποιεί TCP για τη μεταφορά μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου από τον client στο server (θύρα 25) Απευθείας μεταφορά μηνυμάτων από mail server αποστολέα σε mail server παραλήπτη Μετά την εγκαθίδρυση σύνδεσης TCP ακολουθούν τρεις φάσεις μεταφοράς: Χαιρετισμός (greeting) Μεταφορά μηνυμάτων Τερματισμός Αλληλουχία εντολών / αποκρίσεων Εντολές (commands): κείμενο ASCII Αποκρίσεις (responses): κώδικας και φράση κατάστασης Τα μηνύματα πρέπει να είναι σε 7-bit ASCII Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 14 14

Παρατηρήσεις σχετικά με το SMTP To SMTP χρησιμοποιεί παραμένουσες (persistent) συνδέσεις TCP Το SMTP απαιτεί το μήνυμα (επικεφαλίδα και σώμα) να είναι σε 7-bit ASCII Ο SMTP server χρησιμοποιεί CRLF. CRLF για να προσδιορίσει το τέλος ενός μηνύματος Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 15 15

Μορφή μηνύματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (κείμενο) SMTP: πρωτόκολλο για την ανταλλαγή μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου RFC 822: πρότυπο για τη μορφή (format) μηνύματος κειμένου: Γραμμές επικεφαλίδας (header lines) π.χ. To, From, Subject οι οποίες είναι διαφορετικές από τις SMTP εντολές Σώμα (body): το «κυρίως» μήνυμα, χαρακτήρες ASCII μόνο Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 16 16

Μορφή μηνύματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου: επεκτάσεις για πολυμέσα ΜΙΜΕ: Multipurpose Internet Mail Extensions, RFC 2045, 2046 Πρόσθετες γραμμές στην επικεφαλίδα (header) του μηνύματος δηλώνουν το είδος του περιεχομένου Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 17 17

ΜΙΜΕ types Content-Type: type/subtype; parameters Type: Text Subtype: π.χ. plain, html Type: Image Subtype: π.χ. Jpeg, gif Type: Audio Subtype: π.χ. Basic, 32kadpcm Type: Video Subtype: π.χ. Mpeg, quicktime Application: άλλου είδους δεδομένα τα οποία πρέπει να επεξεργαστεί μια εφαρμογή για να μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τον χρήστη Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 18 18

Multipart Type Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 19 19

Πρωτόκολλα προσπέλασης ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (mail access) SMTP: παράδοση/αποθήκευση στον mail server του παραλήπτη Mail access protocol: ανάκτηση από τον mail server POP: Post Office Protocol (RFC 1939) εξουσιοδότηση (agent server) και download IMAP: Internet Mail Access Protocol (RFC 1730) Περισσότερες δυνατότητες (πιο πολύπλοκο) Διαχείριση αποθηκευμένων μηνυμάτων στον server HTTP: Hotmail, Yahoo! Mail κλπ Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 20 20

POP3 και IMAP POP3 IMAP Στο προηγούμενο παράδειγμα χρησιμοποιείται ο τρόπος «download and delete» O Κώστας δεν μπορεί να ξαναδιαβάσει το e-mail εάν αλλάξει client «Download and keep»: αντίγραφα των μηνυμάτων σε διαφορετικούς clients Το POP3 είναι stateless από σύνοδο (session) σε σύνοδο Διατηρεί όλα τα μηνύματα στο ίδιο μέρος: τον server Επιτρέπει στον χρήστη να οργανώσει τα μηνύματα σε φακέλους (folders) Το IMAP διατηρεί την «κατάσταση» του χρήστη μεταξύ συνόδων: Ονόματα φακέλων, ποια μηνύματα σχετίζονται με ποίους φακέλους Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 21 21

Διάλογος SMTP Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 22 22

Διάλογος POP3 Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 23 23

SMTP Εφαρμογές Υπάρχουν διάφορες SMTP υλοποιήσεις qmail Τοποθετεί πολλά αρχεία στο root του συστήματος Η άδεια χρήσης δεν επιτρέπει την διανομή τροποποιημένων εκδόσεων Δεν υπάρχει άμεση ανταπόκριση από τον Developer/owner sendmail Προηγούμενες και η τρέχουσα έκδοση έχουν προβλήματα ασφάλειας Π.χ. Remote root exploits, etc. Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 24 24

SMTP Εφαρμογές Postfix Έχει καλή απόδοση στην ασφάλεια Είναι εύκολο στην ρύθμιση Μπορεί να συνδεθεί με LDAP να επιλέξει νέους ή τροποποιημένους χρήστες Microsoft Exchange Πολύ εύκολος στην χρήση για περιβάλλοντα Windows Ενσωματώνει το Active Directory (LDAP) Δεν έχει καλή απόδοση στην ασφάλεια Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 25 25

Θέματα απόδοσης και ασφάλειας Θέματα ασφάλειας Όταν το SMTP αρχικά υλοποιήθηκε δεν δόθηκε μεγάλη έμφαση σε θέματα ασφάλειας Σχεδιάστηκε βασισμένο σε πνεύμα συνεργασίας και εμπιστοσύνης ανάμεσα στου SMTP servers Δεν υπήρχε πρόβλεψη του spam Mail Relay Relay είναι η μετάδοση mail από ένα mail server σε ένα άλλο Οι περισσότεροι SMTP servers δεν πιστοποιούν τους χρήστες Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 26 26

Θέματα απόδοσης και ασφάλειας Bulk mails Αυθαίρετοι bulk mailers εκμεταλλεύονται τα παραπάνω Η απόδοση μειώνεται για του χρήστες με δικαίωμα χρήση του mail server Relay Restrictions Ελέγχει ότι ο υπολογιστής ανήκει στον τοπικό δίκτυο του mail server Απαιτεί μία local domain return address Δεν αποδέχεται mail από άλλους open relay servers Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 27 27

Θέματα απόδοσης και ασφάλειας Μια λύση θα ήταν η δημιουργία ενός νέου SMTP? Πολύ πιθανό να δημιουργηθούν προβλήματα συμβατότητας Άλλα μέτρα ασφάλειας Περιορισμένη χρήση εντολών Περιορισμός μεγέθους email Περιορισμός του αριθμού των emails που στέλνονται σε ένα χρονικό διάστημα Αναλυτική καταγραφή (Log everything) POP-before-SMTP Authentication Το SMTP δεν παρέχει μηχανισμούς κρυπτογράφησης Αυτό θα πρέπει να γίνει σε υψηλότερα επίπεδα αν απαιτείται Στις τρέχουσες υλοποιήσεις είναι application specific Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 28 28

Πιθανές λύσεις Sender Policy Framework (SPF) Μόνο ορισμένοι server επιτρέπεται να κάνουν forward mail από ορισμένα domain names DNS Blackhole Lists Περιορισμός αναγνωρισμένων invalid senders Θα αποδώσει εάν υποστηρίζεται από πολλούς servers Spam Filtering Ευφυές self-learning λογισμικό Υλοποίηση Δικτυακών Υποδομών και Υπηρεσιών Διαφάνεια 29 29